Por que os cabos ethernet possuem 8 fios?

Question

Isso pode parecer uma pergunta estúpida, mas por que os cabos Ethernet têm 8 fios? Os cabos Cat5 estavam usando apenas 4 dos 8 fios, portanto apenas 4 são realmente necessários. Por que não 12 ou 16 fios?

    

Answer 1

Essa é uma pergunta interessante, já que nunca vi nada que defina com autoridade as decisões de design por trás dessa escolha. Tudo o que eu encontrei, seja nas Interwebs ou de conversas com pessoas mais inteligentes do que eu nessa área, parece indicar duas possibilidades:

1. Revisão futura
2. Proteção extra

Prova do Futuro

Na época da especificação Cat5, vimos a explosão dos cabos de dados. O telefone estava usando o Cat3, ou algo semelhante há algum tempo, as conexões seriais tinham sido executadas em todos os campi da Universidade, a ThinNet começou a ver um uso significativo nos laboratórios de microcomputadores e, em alguns casos, nos escritórios. Era óbvio que o equipamento de computação em rede era a onda do futuro. Também aprendemos os custos terríveis de trocar o cabeamento para atender às demandas de segmentos mais longos ou velocidades mais altas. Vamos enfrentá-lo, substituindo o cabeamento é uma tarefa de pesadelo e caro.

A ideia de limitar esse custo desenvolvendo um cabo que poderia ser executado e deixado no local por algum tempo era definitivamente atraente. Então, os engenheiros que pensam a frente, que provavelmente estavam cansados de substituir a fiação, poderiam facilmente ter achado útil projetar pares extras na especificação. Afinal, especialmente num momento em que o preço do cobre a granel era relativamente baixo. Qual é mais caro - adicionar 4 fios extras ou ter uma equipe de pessoas remove a fiação antiga e adiciona novos?

Blindagem Extra

Como o Cat5 típico é o UTP (par trançado não blindado), ele não contém a folha extra aterrada para eliminar a interferência eletromagnética externa. Foi descrito para mim que, quando devidamente aterrados, os fios não utilizados ajudarão a proteger os pares em uso de uma maneira similar, embora menos eficaz, do que a blindagem real. Isso poderia ter sido uma característica importante nas corridas longas e nos ambientes (eletricamente) ruidosos que estávamos acostumados a usar o cabeamento na época.

Para mim, o argumento futuro da prova é o mais convincente.

    

Answer 2

Pela mesma razão, porque o primeiro e o segundo par estão conectados aos pinos 4, 5 e 3, 6: compatibilidade com sistemas telefônicos. No par principal de telefonia está o par médio e o segundo par é o próximo do meio (pinos 2, 5 no RJ11 e 3, 6 no RJ45).

Se você estiver usando Fast Ethernet ou Ethernet, poderá rotear o sinal de telefone em um cabo comum e ele funcionará sem um splitter (você pode conectar o telefone ou o computador diretamente ao soquete).

Por que 8 e não 6? Eu não sei. É possível que as pessoas responsáveis pela Ethernet estivessem pensando que velocidades de 100Mbps exigirão dois pares de envio e dois de recebimento (aquelas eram as "interfaces paralelas age" ;-)) ou que ter capacidade para 2 linhas telefônicas seria ser benéfico.

Mais fios podem levar a cabos muito caros, então 8 foi escolhido como um compromisso.

    

Answer 3

O cabo UTP de 4 pares com conectores RJ-45 foi inventado para o uso de telefones de áudio. Sua adoção e evolução como um meio de comunicação de dados digitais de alta velocidade tem sido uma questão de conveniência: adaptar produtos pré-existentes produzidos em massa para novos usos em vez de elaborar um padrão técnico completamente novo específico para uma nova aplicação.

A maneira como isso funciona foi demonstrada no desenvolvimento de padrões de velocidade. 100BASE-TX, -T2 e -T4 foram desenvolvidos em paralelo, visando adoção em diferentes tipos de instalações de fiação pré-existentes. O T4 fornece 100Mbps em todos os 4 pares de Cat3, que estavam instalados em muitas milhas de conduítes em empresas que já utilizavam tecnologias de telefone e de redes anteriores. O T2 pode trabalhar em 2 pares de Cat3 ao custo de um modelo de sinalização mais complexo e sensibilidade à interferência, o que explica sua inexistência de fato. TX precisa de 2 pares de Cat5, o que deixa 2 pares utilizáveis para outras aplicações: uma rede física distinta ou serviço telefônico, dividida com um adaptador muito simples. Essa capacidade é a razão pela qual TX sobreviveu enquanto o T4 era essencialmente usado apenas em transição. Trocar o antigo telefone de 4 pares ou o Cat3 UTP pelo Cat5 UTP de 4 pares nas mesmas execuções não foi de graça, mas foi um caminho bastante simples para uma grande melhoria nas capacidades de comunicação.

Em última análise, ninguém usa o Cat5 UTP de 2 pares porque o UTP de 2 pares de qualquer grau nunca foi uma opção economicamente razoável em termos de dinheiro ou espaço para qualquer coisa mais longa que um patch cable. Não é muito mais fino ou mais barato do que 4 pares porque 2 pares precisam da mesma proteção física e elétrica que 4 se você for executá-lo em paredes e conduítes.

    

Answer 4

Com relação a sua pergunta adicional sobre o número de núcleos ...

Each of the four pairs in a Cat 5 cable has differing precise number of twists per metre to minimize crosstalk between the pairs. Although cable assemblies containing 4 pairs are common, Category 5 is not limited to 4 pairs. Backbone applications involve using up to 100 pairs.[2] This use of balanced lines helps preserve a high signal-to-noise ratio despite interference from both external sources and crosstalk from other pairs. Category 5 cabling is most commonly used for faster Ethernet networks, such as 100BASE-TX and 1000BASE-T.

Fonte .

    

Answer 5

O 10BaseT e o 100BaseTX só precisam de quatro fios, mas o Gigabit Ethernet precisa de oito.

    

Answer 6

Como o primeiro aviso: Neste tipo de sistema de cabeamento existe o uso para transmitir um sinal não um condutor, mas sim um par. Em uma linha, o fio é o sinal na fase +, no segundo na fase (a lógica "1" está em uma linha, por exemplo + 10V, mas na segunda linha do par é -10V). Isso porque, no final do cabo RX, o sinal é avaliado como a diferença entre a primeira e a segunda linha do par. É um bom método para eliminar interferências na linha - na linha pode ser interferido outro sinal para a linha, mas ele será adicionado em ambas as linhas na mesma direção - por exemplo, se você adicionar na linha + 10V e você terá lógico "1", você terá na primeira linha + 20V, na segunda linha 0V (-10V + 10V), mas a diferença é a mesma, 20V. Semelhante para o "0" lógico será a diferença no par 0V. Seja honesto: não sei com precisão, quantos volts estão no fio, é apenas para a imaginação.

O segundo aviso: Se o primeiro sistema de cabeamento usou 4 pares, foi porque 2 pares foram planejados para rede de computadores e outros 2 pares foram planejados para comunicação de voz. Isso foi bom até redes de 100Mbps. De redes de 1 Gbps, os computadores estão usando 4 pares e a comunicação nesta velocidade é apenas half-duplex. Se você deseja ter comunicação full-duplex na velocidade de 1 Gbps, é necessário usar o cabeamento óptico.